影响低钙水泥熟料中C2S活性因素的探讨(四)

4.2 铁粉对低钙水泥易烧性影响
  从烧制出的水泥熟料外型上看，1200℃、1250℃温度下的试样加铁粉与不加铁粉没有明显的差别而1300℃烧制出的熟料试样则有明显的区别，特别是加铁粉与不加铁粉的熟料很容就能区别开，加铁粉的熟料都呈现黑色，且试样呈融块状，质地较为致密，粉磨时硬度较大，不容易达到细磨的细度要求。不加铁粉的还是灰绿色，但颜色比1200℃、1250℃已经有变化，它的粉磨的难易程度较加铁粉的好磨。
从实验数据来看，无论哪个温度下，哪一组，加铁粉的那一组所得到的实验数据都比没加铁粉的那一组数据低，也就是说加铁粉的物料比不加铁粉的物料滴定所耗的滴定液少，即加铁粉的那组物料所含f-CaO比不加铁粉那一组要低。这是因为加入铁粉后，使液相量增加，促使f-CaO+C2S—C3S

图2 横坐标是温度（℃） 纵坐标是f-CaO的含量
图2是掺加与不掺加的铁粉试样随温度变化线性关系.由图可发现:在1200℃时掺铁粉试样在该温度下碳酸盐开始分解,由于铁粉加大了其反应速度的进行,导致碳酸盐分解速度加快,石灰石等得以迅速分解,使得f-CaO迅速减少.在1200～1220℃时,随着温度增加,铁粉更促进了反应的进行,使熟料中液相点提前生成,形成共熔物,使C2S回吸f-CaO形成C3S.在1250～1350℃时,两者f-CaO的含量差距缩小,烧至1350℃时掺加铁粉试样f-CaO的含量已小于1%,表明掺加铁粉试样易烧性明显好于不掺加铁粉试样,而不掺加铁粉试样的f-CaO的含量较掺加铁粉试样高.由图还可看出,掺加铁粉的试样即1-3的斜率最大，那也就是说掺加铁粉的试样随着温度的升高其f-CaO的含量逐次降低,且降低得最快。而不掺加铁粉的试样的f-CaO的含量随着温度的升高也逐渐减少,但减少的程度小于掺加铁粉的试样.

1-2-1400

1-3-1400
    我们从加铁（1-2-1400）和不加铁（1-3-1400）的X衍射图中可以看出，1-3-1400的图中所含的矿物有明显的差异，加入铁粉后C2S明显比不加铁粉时含量少，而C3S相应比不加时多。这主要是因为加入铁粉后，液相量增加，C2S+f-CaO——C3S。使熟料中液相点提前生成，形成共熔物，使C2S回吸f-CaO形成C3S。

4.3加铁粉和加铁粉、BaSO4的影响、
    我们把1-3和2-3绘制成图做一下比较

图4 横坐标是温度（℃） 纵坐标是f-CaO的含量
    图4为掺加铁粉与掺加铁粉和BaSO4的f-CaO随温度变化关系.由图可知, 掺加铁粉和BaSO4的试样，其易烧性好于单掺铁粉.可见在掺加BaSO4后,更增加了碳酸盐分解的速率,使矿物开始的结晶温度明显提前,烧成温度降低,这与上文对水泥生料分析结果相一致.试样中f-CaO明显低于其它单掺加铁粉、BaSO4试样,表明惨加铁粉和BaSO4的活化效果最好。在温度为1275℃时,随着温度的提高,其f-CaO维持在一个水平,曲线较平直,表明在此温度下铁粉掺加对易烧性影响较少,各种矿物还未大量形成.在1300℃时, ,以后随温度的增加f-CaO逐渐减少,可能是铁粉阻碍了C2S吸收f-CaO的反应速率,使得f-CaO来不及被C2S吸收形成C3S.到达1275℃时存在一个最低点且两者f-CaO差距变小,表明在1320℃左右正是水泥熟料试样中各种矿物大量形成阶段,此时惨加铁粉较适宜,。
    综上所述,在普通水泥中,掺加铁粉、BaSO4可改善水泥生料易烧性,降低烧成温度,对熟料形成有利,在复合矿化剂的活化效果更加明显.
4.4 不同的煅烧制度对水泥熟料的影响
    对于硅酸盐水泥熟料而言，一般采用快冷方式，然冷却制度对该种熟料是否有影响尚未得知。为了探讨不同冷却制度对熟料质量的影响，对1250℃及1300℃时锻烧的熟料分别采取吹风快冷和在硅碳炉中放置至室温的慢冷方式，所得熟料再进行滴定分析。
试样被加热到700℃左右CaCO3的分解已经开始,随着分解反应的进行,新生态CaO外壳逐渐加厚,而CaCO3的内核则逐渐缩小。一直延续到1000℃才分解完全。此间坯体释放CO2而形成空穴。质点粒子在高温势场的作用下,以浓度梯度为推动力,由高浓度向低浓度的方向跃迁,填补空穴重新排列堆积而使坯体致密[3]。
    试体在1250℃以前,各种氧化物间进行固相反应,形成过渡矿物CA、CF、C2F、C12A7、C2AS和C3A、C4AF等矿物,从而进一步促进坯体的致密度。此时试样体积的收缩也明显大于试样。随着温度的升高液相量不断增多,C2S通过液相吸收氧化钙形成C3S。直到水泥熟料矿物全部形成。这一阶段试样的体积收缩仍明显较大。不仅可降低液相出现温度,促进液相的形成,而且也明显加快了C3S的形成速率。
五 结论：(1)在烧制低钙水泥熟料过程中，掺加适当数量的铁矿可改善水泥生料的易烧性，降低烧成温度，对熟料形成有利。
         (2)高贝利特水泥的生产具有良好的节能、环保效果，因此高贝利特水泥是环保型水泥,符合可持续发展战略的要求。
         (3) 高贝利特水泥具有流动性好、水化热低、水化产物结构细密、耐久性好、后期强高的优点。与通用硅酸盐水泥相比，高贝利特水泥需水量低，胶砂流动度大，具有良好的工作性。
         (4) 高贝利特水泥中C2S矿物含量多，C3S含量少，在水化程度相同的情况下，HBC水泥石中游离的CaO含量较少，因此生成的C一S一H凝胶的碱度较低，毛细体积空隙率较小。

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